基于物聯網的智能窗簾控制系統的設計(蘇職大(已修改)

　

【正文】 目錄 第一章 概述 ............................................................................................................... 1 系統概述 ........................................................................................................ 1 系統名字 ........................................................................................................ 1 基本功能 ........................................................................................................ 1 系統模塊 ........................................................................................................ 1 實現的原理 ..................................................................................................... 1 第二章 系統硬件組成 ................................................................................................. 2 系統硬件連接原理圖 ....................................................................................... 2 協調器 ............................................................................................................ 2 天線 ............................................................................................................... 2 單片機芯片 ..................................................................................................... 2 計算機（安裝有 keil uVision4） ....................................................................... 3 專用的控制模塊 .............................................................................................. 3 CC2420 模塊 .......................................................................................... 3 EWSEC 模塊 ........................................................................................ 4 zigbee 采集節點模塊 ............................................................................... 4 zigbee 無線傳輸模塊 ............................................................................... 4 窗簾 ............................................................................................................... 5 第三章 系統設計 ........................................................................................................ 6 標準功能設計 ................................................................................................. 6 、實現的功能 .......................................................................................... 6 、程序的流程（主要實現功能的程序 ） ................................................... 7 、原理 .................................................................................................... 7 擴展功能設計 ................................................................................................. 8 對按鈕名稱、顏色、大小、位置等的修改 .............................................. 8 與 open 的功能互換 .......................................................................... 9 、控制界面控制按鈕增加 ...................................................................... 10 第四章 系統測試 ...................................................................................................... 13 測試步驟 ....................................................................................................... 13 測試結果 ....................................................................................................... 14 總結 ........................................................................................................................... 15 基于物聯網的智能窗簾控制系統的設計 第 1 頁 共 118 頁 第一章 概述 系統概述 隨著生活水平的提高，人們希望擁有一個舒適、便捷、安全的家居環境，傳統的住宅正向智能化方向轉變。在 此背景下，設計了一種基于物聯網的智能 窗簾 控制系統。給出 系統結構及工作原理，著重闡述主要硬件及軟件的設計。該系統以嵌入式操作系統為核心，采用 ZigBee 無線通信技術實現信號傳輸， GPRS 通信技術實現系統遠程監控，實現了對 窗簾 的本地與遠程控制。測試 結果表明該系統運行穩定，數據傳輸正確率高。將該系統應用于智能 窗簾 中，能夠使智能 窗簾的控制更加多樣化與智能化，對智能 窗簾 未來的發展，具有實際應用價值。 系統名字 基于 物聯網的智能窗簾控制系統的設計。 基本功能 在集成芯片的觸摸屏上設置按鍵，通過 CC2420 模塊發送數據，實現 遠程遙控 智能 窗簾 的運行 。也 可以通過 PC 機的界面實現窗簾的控制。 系統模塊 ? CC2420 發送模塊 ? EWSEC 模塊 ? ZIGBEE 采集節點模塊 ? ZIGBEE 無線傳輸模塊 實現的原 理 本次實訓以無線傳感器為控制核心， 采用 ZigBee 無線通信技術 、程序的流程（主要實現功能的程序 ....................................................... 7 實現信號傳輸 ， 通過 CC2420 模塊發送數據， GPRS 通信技術實現系統遠程監控 、智能 控制窗簾的運行，還可以通過個人 PC 的界面智能控制窗簾運行。 基于物聯網的智能窗簾控制系統的設計 第 2 頁 共 118 頁 第二章 系統硬件組成 系統硬件連接原理圖 圖 211 協調器 協調器 CPU：采用 TI 公司 LM3S9B96； CORTEX M3 內核；主頻為 80MHz。 所謂協調器，就是網絡組織的管理者。針對一般的應用模式，在一個 Zigbee 網絡形成之后，協調器不是必須的。它最主要的作用是，依據掃描情況，選擇一些合適參數建立一個網絡。 基于 CC2420 的 zigbee 協調器具有結構簡單、功耗低、成本低等特點。 天線 對于短距離無線通信設備（ SRD， short range devices）來說，天線的設計關系到通信距離的問題。輻射模型、增益、阻抗匹配、帶寬、尺寸和成本等因素，會影響我們對于天線的選擇和設計。目前，國內普通的 ZigBee 芯片均工作在 頻段，也就是 ISM 頻段。工作于這個頻段的無線技術很多，常見的還有Bluetooth（藍牙）， WiFi（無線局域網）等 . 一般來說，在這個頻段，我們可以選擇的天線有 PCB 天線、 Chip 天線和 Whip 天線。 基于 CC2420 的 zigbee 天線主要用于電磁波信 號的發送和接收 。 單片機芯片 基于物聯網的智能窗簾控制系統的設計 第 3 頁 共 118 頁 主要作用是：用于控制射頻芯片 CC2420 無線通信的實現。 此處的單片機是 8 位低功耗、高性能的 單片機 微處理器具有豐富的資源和極低的能耗。它具有片內 128KB 的程序存儲器 (FLASH),4KB 的數據存儲器 (SRAM,可外擴到 64KB)和 4KB 的 EEPRM。有 8 個 10 位 ADC 通道 ,2 個 8 位和 2 個 16 位硬件定時 /計數器 ,并可在多種不同的模式下工作 。8 個 PWM 通道、可編程看門狗定時器和片上振蕩器、片上模擬比較器 。UART、 SPI、 I2C 總線口 。JTAG 口為開發和調試提供了方便的接 口。 計算機（安裝有 keil uVision4） Keil uVision4 引入靈活的窗口管理系統，使開發人員能夠使用多臺監視器，并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。 最新的 Keil uVision4 IDE，旨在提高開發人員的生產力，實現更快，更有效的程序開發。 uVision4 引入了靈活的窗口管理系統，能夠拖放到視圖內的任何地方，包括支持多顯示器窗口。 uVision4 在 μVision3 IDE 的基礎上，增加了更多大眾化的功能。 多顯示器和靈活的窗口管理系統 系統瀏覽器窗口的 顯示設備外設寄存器信息 調試還原視圖創建并保存多個調試窗口布局 多項目工作區簡化與眾多的項目 專用的控制模塊 CC2420 模塊 作用：實現無線通信開發模塊。 CC2420 開發模塊采用 CC2420 芯片，可支持 zigbee， 等開發，提供兼容 的物理層和 MAC 層的協議棧及面向應用層的接口，完全兼容 TinyOS 及以上版本 ,用戶可以基于 TinyOS 開發自己的 WSN 應用。 硬件圖如圖 21 所示： 基于物聯網的智能窗簾控制系統的設計 第 4 頁 共 118 頁 圖 21： CC2420 模塊 EWSEC 模塊 用于接收控制 命令及返回狀態信息。如果該模塊接收到控制命令則返回狀態信